熱風(fēng)爐球床的上段一般用剛玉耐火球,直徑是75-80mm,剛玉耐火球的主要成分是Al2O3和ZrO2。
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剛玉耐火球有著良好的機(jī)械強(qiáng)度和高溫穩(wěn)定性。在使用過(guò)程中載荷重量絲毫不影響耐火球的使用,但在使用一定時(shí)間后,剛玉耐火球有破碎的現(xiàn)象。從剛玉耐火球外觀、球體表面看,耐火球呈疏松顆粒狀,體積明顯膨脹,其內(nèi)部球心結(jié)構(gòu)卻是細(xì)致緊密。
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那么剛玉耐火球在球床使用怎么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?原因是熱風(fēng)爐燒爐送風(fēng)過(guò)程中,會(huì)將高爐爐塵帶入熱風(fēng)爐球床,很高的MgO和Fe 2O3?來(lái)自高爐的爐塵灰。MgO與Fe 2O3?與剛玉耐火球中的Al2O3產(chǎn)生反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石和鎂鐵尖晶石,在1200℃下生成物相MA?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%,在1400?℃下生成的物相MA 成分是70%。MgO?與Al 2O3?間發(fā)生固相反應(yīng)生成MA,會(huì)產(chǎn)生8%的體積膨脹。
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剛玉耐火球在熱風(fēng)爐燒爐過(guò)程中,球床上部AZM剛玉耐火球位于整個(gè)球床 高溫處,溫度是1400℃,而剛玉耐火球溫度達(dá)到1600?℃時(shí)晶相才能真正發(fā)育完全,這時(shí)剛玉耐火球熱震穩(wěn)定性更好,但球床上段 高溫度是1400℃,剛玉耐火球尖晶石晶相生長(zhǎng)不完整,使用過(guò)程中剛玉耐火球會(huì)出現(xiàn)膨脹,使球體表層碎裂和粉化。
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同時(shí),熱風(fēng)爐燒爐送風(fēng)操作交替運(yùn)行,產(chǎn)生的熱震會(huì)使剛玉耐火球表面產(chǎn)生裂紋,加劇剛玉耐火球粉化過(guò)程,從而使剛玉耐火球產(chǎn)生由表及里的膨脹碎裂和粉化。這證明耐火球粉化損毀是耐火球表面逐步到內(nèi)部進(jìn)行的,表面先粉化,內(nèi)里隨著膨脹碎裂。
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要提高剛玉耐火球在熱風(fēng)爐中的使用壽命,要減少進(jìn)入球床的高爐爐塵,另一方面,耐火球生產(chǎn)廠家,從工藝上提高剛玉耐火球的致密度,耐火球的表面陶瓷化是可以有效地阻止剛玉球尖晶石化膨脹破壞。